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動量守恒經典小實驗

生活 更新时间:2024-06-26 15:01:26

動量守恒經典小實驗(趣講展品角動量守恒)1

老師:哎同學同學,打擾你一下。

同學:怎麼了?

老師:我看你在這玩得很開心,你是不是很喜歡我們這件展品?

同學:對呀,轉起來像飛一樣。

老師:那你在轉的過程中有什麼感受嗎?

同學:就是有點暈。

老師:那你還有其他感覺嗎?

同學:其他感覺?沒有吧。

老師:那你現在先讓自己轉起來,同時把你面前的這兩個藍色配重物向裡拉你在感受下。

同學:好吧。

老師:有什麼感覺嗎?同學。

同學:速度好像變快了。

老師:變快了是吧,那你在同時向外推你在感受下。

同學:咦,速度變慢了。

同學:為什麼我一會兒快,一會兒慢呢?

老師:那既然來了咱們陝西科技館就讓老師給你科普一下吧。

同學:好。

老師:跟着鏡頭我們先看下這件展品的名稱—角動量守恒。我們可以看到在圓形圍欄中有一把椅子固定在圓形底盤上,在橫杆兩端配有可移動的兩個大小質量完全相同的藍色配重物,移動配重物就會有旋轉速度快慢的變化,這是為什麼呢?

科普時間:(一段文字:角動量守恒定律反映不受外力作用或所受諸外力對某定點的合力矩始終等于零的質點和質點系圍繞該點運動的普遍規律。文字很無聊,老師用公式說明一下你們就懂了。)

公式:L=J*W (L:角動量 J:轉動慣量 W:角速度)

在系統合外力矩為零時,角動量守恒,所以可将J*W的數值看成一個固定不變的常量。當J變大時W會變小(即速度慢),當J變小時W會變大(即速度快)。

老師:結合展品,該展品場景中合外力矩為零。當把配重物同時向裡拉,此時質量分布集中在軸心位置,這時轉動慣量小角速度大,旋轉速度就快了;反之當配重物遠離軸心時,質量分布離轉軸越遠,轉動慣量越大,角速度小,旋轉速度變慢。

老師:今天的知識點大家都學會了嗎?關于角動量守恒在我們生活中的應用也非常多,比如:(播放花樣滑冰視頻)。

揭秘:花樣滑冰運動員旋轉時伸開雙臂轉速下降,抱住雙臂,轉速變大。

The End!

展品原理:

角動量守恒定律反映不受外力作用或所受諸外力對某定點的合力矩始終等于零的質點和質點系圍繞該點運動的普遍規律。公式:L=J*W (L:角動量 J:轉動慣量 W:角速度)在系統合外力矩為零時,角動量守恒,所以可将J*W的數值看成一個固定不變的常量。當J變大時W會變小(即速度慢),當J變小時W會變大(即速度快)。結合展品,該展品場景中合外力矩為零。當把配重物同時向裡拉,此時質量分布集中在軸心位置,這時轉動慣量小角速度大,旋轉速度就快了;反之當配重物遠離軸心時,質量分布離轉軸越遠,轉動慣量越大,角速度小,旋轉速度變慢。

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